Сверху виднее
Обсерватория НУКЛОН установлена на спутнике «Ресурс-П» № 2, запущенном на орбиту 26 декабря 2014 года.
В эксперименте участвуют НИИ Ядерной физики имени Д. В. Скобельцына МГУ, Объединенный институт ядерных
исследований (Дубна) и ряд других российских научных институтов и университетов.

Обсерватория НУКЛОН установлена на спутнике «Ресурс-П» № 2, запущенном на орбиту 26 декабря 2014 года. В эксперименте участвуют НИИ Ядерной физики имени Д. В. Скобельцына МГУ, Объединенный институт ядерных исследований (Дубна) и ряд других российских научных институтов и университетов.

Ученые МГУ раскрывают тайны космических лучей

Уже два с половиной года летает на околоземной орбите российская обсерватория космических лучей НУКЛОН. Ей удалось измерить энергетические спектры некоторых входящих в их состав химических элементов. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP). 

Космические лучи — поток заряженных частиц, приходящих к нам из глубин Вселенной. Он в основном состоит из протонов (около 94%), альфа-частиц (4%) и лишенных своих электронных оболочек ядер химических элементов (по Периодической таблице Д.И. Менделеева – до урана).

Энергии этих частиц колоссальны: от 1011 до 1021 эВ. Считается, что источниками космических лучей с энергиями частиц от 1012 до 1016 эВ могут быть взрывы сверхновых звезд. Источники частиц с энергиями выше 1016 эВ ученым пока неизвестны. Может быть, эти частицы разгоняются до своих сумасшедших скоростей при столкновениях галактик или других космических драмах колоссальной мощности, которые мы пока даже не можем себе представить. К примеру, пучки протонов в Большом адронном коллайдере разгоняются только до 1013 эВ.

Чем с большей энергией движется частица, тем сложнее ее «поймать». Например, через рамку площадью квадратный сантиметр за секунду проходит одна частица в 1011 эВ. А вот частицу с энергией свыше 1020 ученые ждут годами с помощью раскинутых по земной поверхности ловушек. Есть даже теория, что частицы с энергиями свыше 1021 эВ не могут существовать. Советские физики Георгий Зацепин, Вадим Кузьмин и американец Кеннет Грейзен еще в далеком 1966 году выдвинули теоретическое доказательство того, что протоны на таком энергетическом уровне неизбежно взаимодействуют с фотонами микроволнового реликтового фона, и неизбежно теряют энергию на образование пионов.

Поэтому график зависимости мощности потока частиц от их энергии (энергетический спектр) представляет собой стремительно падающую прямую лишь с двумя заметными перегибами, которые ученые прозвали «коленом» и «лодыжкой» или «ступней». После «колена» график падает быстрее, а у «лодыжки» выполаживается. Причины ни того, ни другого не известны. Предполагают, что ниже области «колена» частицы приходят уже не из нашей Галактики, а из более далеких мест Вселенной. Магнитные поля Галактики просто не могут удерживать в себе частицы с такими энергиями.

К примеру, у частицы в 1018 эВ энергии в миллион раз больше, чем могут достичь частицы в Большом адронном коллайдере. Если бы она соревновалась со светом, то за год отстала бы от него на 1/1000 толщины волоса.

Разгадать феномен «колена» как раз и призван орбитальный эксперимент НУКЛОН. С его помощью ученые надеются установить область «колена» для большинства химических элементов, входящих в состав космических лучей.

«Мы продемонстрировали работоспособность нового метода измерения энергии космических частиц, позволяющего получить большую эффективную площадь спектрометра при малом весе аппаратуры. Мы измерили поэлементные энергетические спектры нескольких основных ядер космических лучей, в том числе до недостижимых ранее энергий. Анализ этих спектров указал на существование целого ряда новых явлений, меняющих наши представления о механизмах ускорения и распространения космических лучей в Галактике», — рассказал один из авторов работы, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского института Ядерной физики имени Д.В. Скобельцына (НИИЯФ) МГУ имени М.В. Ломоносова Александр Панов.

В космическом эксперименте НУКЛОН одновременно применяются два метода измерения энергии космических частиц, что позволяет сравнивать результаты. Из них метод KLEM, основанный на одновременном измерении углов вылета от углеродной мишени как заряженных, так и нейтральных частиц, использовался впервые.

Орбитальная обсерватория НУКЛОН должна проработать в космосе не менее пяти лет, поэтому результаты по мере поступления данных будут уточняться.

 Эксперимент НУКЛОН является чисто российским проектом.

Выпить ежа и оздоровиться Далее в рубрике Выпить ежа и оздоровитьсяМолодые ученые ДВФУ создали полезные напитки из морских ежей, водорослей и лимонника Читайте в рубрике «Инновации» Компьютерное исцеление!Может ли ремонт стать эффективнее покупки новой техники? «Русская планета» отвечает – да! Компьютерное исцеление!

Комментарии

Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Интересное в интернете
История, политика и наука с её дронами-убийцами
Читайте ежедневные материалы на гуманитарные темы. Подпишитесь на «Русскую планету» в соцсетях
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!
Станьте нашим читателем,
сделайте жизнь интереснее!
Помимо актуальной повестки дня, мы также публикуем:
аналитику, обзоры, интервью, исторические исследования.
личный кабинет
Спасибо, я уже читаю «Русскую Планету»